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没有后代的亚伯:亚伯基因通过垄断延续优势

时间:2023-07-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:在某些雌性面粉甲壳虫中存在着一种基因,能够杀死那些没有遗传它的特质的后代。如此一来,这种果蝇制造的精子只是正常数量的一半,并全部带有变形隔离者基因,因此垄断了果蝇的后代。带有亚伯染色体的基因随着亚伯致死而消亡,当然亚伯基因如果发明一种扰乱该隐基因的方法,它们还是会正常延续下去的。Y染色体含有决定成为雄性的基因,它既不能与X染色体共存也不能与它混杂。

没有后代的亚伯:亚伯基因通过垄断延续优势

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尽管有一些叛逆,但细菌的团队还是比较和谐的。即使稍微复杂一些的变形虫也是由远古时代各种原始的细菌队伍组成的,团队利益和个体成员利益没有明显的区别。但在更为复杂的生物体中,基因牺牲同伴来繁殖自己的概率就会大大增加。

动植物的基因常发生不利于整体的叛变,但叛变往往会遭到阻遏,成功的机会不大。在某些雌性面粉甲壳虫中存在着一种基因,能够杀死那些没有遗传它的特质的后代。就好像基因在所有雌性后代身体里都埋下了暗雷,只有确认是服从者时雷管才会被拆除。自私的染色体B的全部生存意义就是侵入昆虫的每个卵中,以确保把基因都传给了下一代,除此之外,别无他用。有种介壳虫拥有更奇异的寄生基因,卵子受精时,有时穿透卵子的精子不止一个。当这种情况发生时,其中一个精子会和卵子以正常的方式结合,而剩余的精子会陪伴在受精卵左右,随着受精卵的分裂而开始分裂。当介壳虫长大之后,寄生物的精子细胞便会吞掉它的生殖腺,然后取而代之。因此,介壳虫生产的精子或卵子与它本身并无关联,只是基因私通的杰作而已。

性发生之际是自私基因出现的最佳时机。大多数动植物都是双倍体,它们的基因是成双成对出现的。但在两组不同的基因之间,双倍体是一种不稳定的结伴关系。当结伴关系结束时,情况就会变得紧张起来。这种结伴关系随着性的发生而结束。减数分裂是性的主要遗传程序,成对基因被分开变成单倍体的卵子和精子,瞬间每一个基因都有机会牺牲同伴的利益而获利。如果它垄断了卵子或精子,就有繁殖兴旺的机会,但这是以剥夺伙伴的机会为代价的。

近年来,一群年轻的生物学家就这个问题进行了深入探索。其中较为杰出的是加利福尼亚大学史蒂夫·弗兰克(Steve Frank)、劳伦斯·赫斯(Laurence Hurst)安德鲁·波米安可夫斯基(Andrew Pomiankowski)、大卫·海格(David Haig)牛津大学的艾伦·格拉芬(Alan Grafen)。他们的理论是这样的:女人怀孕时,她的胚胎只能获得她的一半基因,这一半是幸运的,而不幸的另一半只有苦苦地等待女人下一次怀孕的机会了。人体23对基因组,其中一半来自父亲,另一半来自母亲。当一个个体在制造精子或卵子时,会从自身的每对基因中选取其中之一,精子或卵子中的23条基因可能全部来自个体从母亲那里继承来的23条,也可能全部来自父亲,当然更有可能是二者都有。自私的基因抢到一半以上进入胚胎的机会,表现良好。它们会为此杀掉敌对的基因——来自另一个祖辈的基因。

事实上,这种基因确实存在。某种果蝇的染色体带有“变形隔离者”基因,当它们遇到含有不同版本染色体的精子时,就会将其一网打尽。如此一来,这种果蝇制造的精子只是正常数量的一半,并全部带有变形隔离者基因,因此垄断了果蝇的后代。

我们把这种基因称为该隐。该隐和亚伯是一模一样的双胞胎,他杀死兄弟的同时也会伤害自己,因为它用来对付亚伯的武器是一种释放在细胞中的破坏酶—— 一种化学武器。为此,该隐只有做一套保护自己的“防毒面具(实际上,面罩是由击退破坏酶的基因组成的)。该隐设计的面具保护自己不被自己所释放的毒气伤害,结果该隐成了祖先而亚伯却绝了种。因此兄弟相残的基因会传播开来,就像杀人者最终占领了地球一样。变形隔离者与其他兄弟相残的基因我们统称为“减数分裂的动力”,因为它们促成了减数分裂的过程。(www.xing528.com)

这种减数分裂的动力基因存在于苍蝇老鼠和其他少数生物之中,但相对较少。为什么?这与在人类社会里杀人者呈少数是同一个道理。其他基因的权利是受法律保护的。和人类一样,除了相互残杀,基因还有更重要的事情要做。带有亚伯染色体的基因随着亚伯致死而消亡,当然亚伯基因如果发明一种扰乱该隐基因的方法,它们还是会正常延续下去的。换个说法就是,能够阻遏减数分裂的动力的基因,必定也有和减数分裂的动力一样的扩数机会。红皇后的竞赛就是这个结果。

大卫·海格和艾伦·格拉芬相信这种现象的确普遍存在,它含有基因混杂,是整段染色体的交换。如果亚伯的染色体突然和该隐的染色体交换了位置,那么该隐的面具可能就会从该隐的染色体转移到亚伯的染色体中。该隐就会痛不欲生而自杀,而亚伯则从此过上了幸福生活。

这种交换被称为“混杂交叠”。几乎在所有的双倍体的动植物染色体中,都会发生混杂交叠的情况。大部分科学家都认为这种混杂交叠除了能让基因更加彻底地融合之外,没有任何实际意义。而大卫和阿兰则提出了与之相反的观点,他们认为混杂交叠不需要提供任何此类功能,它仅仅是细胞内需要执行法律的形式。在理想世界里不需要警察,因为人们不会犯罪,警察的意义在于维护社会秩序,不在于修饰社会。那么,根据大卫和阿兰的观点,混杂交叠就充当了警察的角色,即维持染色体分裂的秩序,确保其公平。

就其性质而言,这种理论实在难以证实。大卫说,交叠是驱象剂,看不到大象,就可以认定驱象剂确实有效果。

该隐基因紧抱面具,不会因混杂交叠而分离,因此在老鼠、苍蝇体内还能得以存活。但“性染色体”尤其受到该隐基因的骚扰。因为性染色体不参与混杂的过程。人类和许多动物的性别都是由遗传彩票决定的:如果从父母身上遗传了一对X染色体,就是雌性;若是X和Y,就是雄性(鸟类、蜘蛛蝴蝶的情况与之相反)。Y染色体含有决定成为雄性的基因,它既不能与X染色体共存也不能与它混杂。结果导致在X染色体上的该隐基因可以放心地抹杀Y染色体,而不会危及自身。这就扰乱了下一代的性别比例,造成了雌性数量偏多。这个后果由整个物种承担,但独占子代的好处却由该隐基因独享,正如前文所述的随心所欲的人导致公地悲剧一样。

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